بخشی از مقاله
چکیده
از آنجاییکه خردایش تأثیر زیادی بر کلیه فرآیندهای معدنکاری از جمله بارگیری، حمل و نقل و سنگ شکنی میگذارد، بنابراین برای بهینهسازی عملیات آتشباری نیازمند تعیین صحیح و سریع توزیع دانهبندی خردایش حاصل از آتشباری میباشیم. هدف این تحقیق اندازهگیری توزیع اندازه سنگهای آتشباری شده با استفاده از نرمافزار پردازش تصویر Split-Desktop و همچنین بررسی تأثیر نوع سیستم انفجار بر دانهبندی مصالح حاصل از آتشباری و خرج ویژه مصرفی میباشد. ساختگاههای مورد مطالعه معادن سنگ آهن چغارت، چادرملو و سه چاهون در بلوک ایران مرکزی میباشند.
در این معادن توزیع اندازه سنگهای آتشباری شده 51 کپه انفجاری با روش پردازش تصویر بدست آمد. تحلیل آماری دادهها بیانگر نرمال بودن توزیع آنها میباشد. نتایج این تحقیق نشان میدهد که بطور متوسط اندازه %30 خردهسنگها زیر 56/5 میلیمتر، %50 زیر 128/4 میلیمتر، %80 زیر 308/1 میلیمتر و بزرگترین اندازه 706/8 میلیمتر میباشد. همچنین بررسی تأثیر روش آتشباری بر دانهبندی بلوک انفجاری و خرج ویژه مصرفی نیز نشان داد که کاربرد سیستم نانل باعث کاهش اندازه و کاهش سنگهای آتشباری شده و خرج ویژه مصرفی میشود.
-1 مقدمه
آتشباری یکی از کاربردیترین روشهای حفاری در معدنکاری است. به وسیله این عملیات اندازه اولیه سنگ به اندازه مورد نیاز کاهش مییابد. این کاهش اندازه با عملیات سنگ شکنی و آسیاب کردن ادامه مییابد. یک عملیات آتشباری خوب طراحی شده، عملیاتی است که منجر به تولید سنگ خرد شده با توزیع اندازهای گردد که مطابق با تجهیزات بارگیری، حملونقل و کارخانه سنگشکن موجود باشد و نیاز به خرد کردن مجدد سنگ نداشته باشد.
بنابراین کنترل توزیع اندازه ذرات کپه انفجاری پس از آتشباری یکی از مهمترین موضوعها در صنعت معدنکاری است و از آنجایی که میزان خردایش ناشی از آتشباری تأثیر مهمی بر فرآیندهای پاییندستی معدنکاری دارد، انجام مطالعات جهت بهینهسازی خردایش بسیار مهم است. زیرا علاوه بر تأثیر مستقیم بر هزینه استخراج و فرآوری ماده معدنی، بر ایمنی بارگیری، حملو نقل و کنترل پرتاب سنگ نیز مؤثر میباشد
روشهای متفاوتی برای اندازهگیری دانه بندی خردایش ناشی از آتشباری وجود دارد که به دو دسته مستقیم و غیرمستقیم طبقهبندی میشوند. از این میان روش دانهبندی صحیحترین روش اندازهگیری توزیع اندازه بطور مستقیم است. لیکن این روش به دلیل زمان بر بودن و پر هزینه بودن غیرعملی است. از میان روشهای غیر مستقیم روش استفاده از پردازش تصویر رقومی اجازه ارزیابی سریع و صحیح توزیع اندازه خردایش را میدهد. بدین منظور نرم افزارهای مختلفی نظیر SPLIT، WipFrag، GoldSize، FRAGSCAN، TUCIPS، CIAS، PowerSieve، IPACS، KTH، WIEP وجود دارند.
بنابراین در این پژوهش سعی بر این است جهت تعیین دانه بندی خردایش حاصل از آتشباری از روش پردازش تصاویر رقومی استفاده شود. بدین منظور از نرم افزار Split-Desktop2 جهت پردازش تصاویر گرفته شده از سطح کپههای انفجاری استفاده میشود. علاوه بر تعیین توزیع اندازه خردایش نتایج بدست آمده برای هر معدن از لحاظ آماری مورد بررسی و تحلیل قرار گرفت.
-2 موقعیت جغرافیایی مناطق مطالعاتی
مناطق مورد مطالعه شامل سه معدن سنگ آهن چغارت، سهچاهون و چادرملو است که در بلوک بافق واقع در کمربند آهنخیز انارک بافق کرمان قرار دارند. در جدول 1 و شکل 1 موقعیت جغرافیایی مناطق مطالعاتی بیان شده است.
شکل - 1 - موقعیت جغرافیایی معادن مورد مطالعه
جدول - 1 - موقعیت جغرافیایی مناطق مطالعاتی
-3 زمینشناسی مناطق مطالعاتی
از نقطه نظر زمین شناسی کانسار چغارت در سازندهای پرکامبرین ایران مرکزی - سری مراد - قرار دارد. این مجموعه تحت تأثیر تغییرات مختلفی نظیر دگرگونی و دگرنهادی - متاسوماتیسم - قرار گرفته است . سنگهای محدوده کانسار عمدتاً شامل گرانیت و کوارتز آلبیتوفیر و متاسوماتیتها است. از نقطه نظر زمینساختی در کانسار چغارت سه تیپ عمده از عوامل ساختمانی و گسله شدن عمل نموده که به طور بارز معرف رخدادهای پان آفریقایی، کیمری و آلپی است. ساختارهای پان آفریقایی را میتوان عامل و محرک اصلی تمرکز کانسنگ و تغییرات حادث در ناحیه دانست که از نوع گسلههای عمیق بوده و امروزه به صورت روندهای شمالی جنوبی و شرقی غربی در تقاطع با یکدیگر و در مقیاس ناحیهای قابل تشخیص است.
سنگهای دربرگیرنده کانسار سه چاهون مجموعه سنگهای سری مراد است. در محدوده کانسار، سنگهای نفوذی عمدتاً از دیوریت، گرانیت، گرانوفیر و سینیت تشکیل شده است. هم چنین دایکها با ترکیبات مختلف دارای روندی تقریباً شرقی غربی و دارای شیب زیاد 80 - 75 درجه - میباشند
کانسار سنگ آهن چادرملو که شامل دو آنومالی شمالی و جنوبی میباشد، در اثر وجود شرایط ماگمایی و متاسوماتیکی و فعالیت زیاد تکتونیکی دارای وضعیت زمینشناسی پیچیدهای است. شکستگیهای موجود در کانسار اغلب دارای امتداد شمال غربی- جنوب شرقی و شیب بین 70 تا80 درجه به طرف شمال شرق هستند.
توده معدنی به وسیله دایکهای گرانیتی و دیوریتی دارای شیبی معادل 15 تا 45 درجه و ضخامت بین 1 تا 20 متر متحمل شکستگی شده است. حوزه کانسار در دوره کامبرین شامل سنگهای گرانیت گنیس تا بیوتیت گنیس و قسمتی از نوع رخسارههای آمفیبولیتی است و سنگهای آن شامل شیستهای بلورین، شیستهای دانه ریز، شیستهای کوارتزیتی، شیستهای بیوتیتی، کوارتزیتها، آمفیبولیت و مرمرها است. در دوره اینفراکامبرین شامل سنگهای آتشفشانی، دولومیتها و ماسه سنگها است.
-4 عملیات استخراج در معادن مطالعاتی
عملیات استخراج کانسنگ آهن در معادن مورد مطالعه به روش روباز و پلکانی صورت میگیرد. مراحل استخراج شامل عملیات حفاری و آتشباری میباشد. حفاری چالها با دستگاههای حفاری و ضربهای در قطرهای مختلف 165، 200 و 251 میلیمتر انجام میشود. عملیات آتشباری به دو روش استفاده از فتیله انفجاری و سیستم نانل و با استفاده از مواد منفجره آنفو، امولایت و پودر آذر صورت میگیرد. در جدول 2 به برخی از مشخصات مربوط به استخراج در معادن مورد مطالعه اشاره شده است.
جدول - 2 - مشخصات معادن مورد مطالعه
